存儲(chǔ)程序控制電子交換機(jī)

程控電子交換機(jī)由硬件和軟件組成。硬件是整機(jī)各部分有形的設(shè)備和實(shí)物的總稱(chēng)，軟件是程序和數(shù)據(jù)的總稱(chēng)。

包括：①處理機(jī)系統(tǒng)（即控制系統(tǒng)）的硬件，其中有按一定控制方式配置的處理機(jī)或微處理機(jī)（每個(gè)處理機(jī)均有它自己的運(yùn)算和控制電路，即所謂中央處理單元）、總線系統(tǒng)、對(duì)受控系統(tǒng)的接口電路和控制系統(tǒng)內(nèi)部的接口電路，以及用于存放程序和數(shù)據(jù)的內(nèi)存儲(chǔ)器（一些功能較強(qiáng)的微處理機(jī),實(shí)為單片中央處理單元,使用時(shí)要加配內(nèi)存）。②話路系統(tǒng)的硬件，其中有交換接續(xù)網(wǎng)絡(luò)、對(duì)通信網(wǎng)的各種接口配合電路和對(duì)處理機(jī)系統(tǒng)的接口電路等。話路系統(tǒng)為通信提供信道，它按模擬話路或數(shù)字時(shí)分話路(時(shí)隙)為單位進(jìn)行交換。應(yīng)用于ISDN中的程控電子交換機(jī)，將既可實(shí)現(xiàn)單時(shí)隙交換又能實(shí)現(xiàn)多時(shí)隙交換。③輸入輸出系統(tǒng)(也稱(chēng)計(jì)算機(jī)外圍)的硬件電路、接口電路及其外圍設(shè)備。外圍設(shè)備有磁帶機(jī)、磁盤(pán)機(jī)、電傳打字機(jī)、帶鍵盤(pán)的可視顯示單元和寬行打印機(jī)等。由外圍設(shè)備把信息送往處理機(jī)系統(tǒng)稱(chēng)輸入，反之稱(chēng)輸出。

1945年人們就開(kāi)始對(duì)程序控制交換技術(shù)進(jìn)行探索。1955年，首次進(jìn)行樣機(jī)試驗(yàn)。1960年，完成商用試驗(yàn)。1965年，正式開(kāi)始設(shè)局商用。早期進(jìn)入通信網(wǎng)使用的各種程控電子交換機(jī)的機(jī)型，幾乎都是按模擬話路（傳送模擬信號(hào)）進(jìn)行交換的。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)以及程控交換技術(shù)本身的迅速發(fā)展，程控電子交換機(jī)發(fā)展成為全數(shù)字型，注重應(yīng)用微處理機(jī),硬件和軟件采用模塊化結(jié)構(gòu),增強(qiáng)對(duì)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字通信網(wǎng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)ISDN）的適應(yīng)和兼容能力,引用反映程控交換特點(diǎn)的程序設(shè)計(jì)高級(jí)語(yǔ)言,編寫(xiě)絕大部分源程序。

這種制式把傳統(tǒng)的“布線邏輯控制”進(jìn)化為“存儲(chǔ)程序邏輯控制”，可用于電話和非電話通信業(yè)務(wù)。

話路系統(tǒng)的特征和處理機(jī)系統(tǒng)的特征，常被作為程控電子交換機(jī)分類(lèi)的依據(jù)。按話路系統(tǒng)特征可分：①數(shù)字型。數(shù)字話路通常采用脈碼調(diào)制方式(DCM),每話路的標(biāo)準(zhǔn)碼率為64千比特/秒。數(shù)字型的交換接續(xù)網(wǎng)絡(luò)，具有一定的組群,內(nèi)含PCM時(shí)分復(fù)用總線以及相應(yīng)的時(shí)分級(jí)“T”（進(jìn)行時(shí)隙交換）和空分級(jí)“S”（進(jìn)行總線交換以及總線內(nèi)的時(shí)隙交換），典型的組群有T-S-T、T-S－S-T以及S-S-(S)-(S)等。②模擬型。模擬話路中傳遞的是模擬信號(hào)，其話路交換方式包括實(shí)線空分交換以及脈幅調(diào)制(PAM)的時(shí)分交換。模擬型程控電子交換機(jī)現(xiàn)已趨于淘汰。

按處理機(jī)系統(tǒng)的特征分類(lèi)則有：①采用集中控制的“一級(jí)處理”，系統(tǒng)中僅含有中央處理機(jī)。這是一種早期的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。②采用分級(jí)控制的“兩級(jí)處理”，它由中央處理級(jí)和外圍處理級(jí)（也稱(chēng)區(qū)域處理級(jí)）組成，兩級(jí)之間采用功能分擔(dān)。③取消中央處理機(jī)，采用分散控制的分級(jí)處理（可含2～3級(jí)結(jié)構(gòu)層次），級(jí)間的功能按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次分工，分別實(shí)施終端的或系統(tǒng)的功能。各級(jí)各控制單元，全都采用微處理機(jī)。這種分散控制的突出優(yōu)點(diǎn)是大大提高了系統(tǒng)可靠性。

任何一種程控電子交換機(jī)，即使硬件完好、電源正常和外線良好，機(jī)器仍不能工作。唯有在裝入正確的程序和數(shù)據(jù)之后,處理機(jī)才能投入工作,整機(jī)才具備活力。

程序和程控 　裝入機(jī)器中的程序，是機(jī)器能夠識(shí)別和懂得的一系列機(jī)器碼，即機(jī)器指令序列。不同功能的程序，具有不同的程序邏輯控制功能。程序邏輯是程序員思維邏輯的寫(xiě)照，所以程控電子交換機(jī)能按人的設(shè)計(jì)意圖去執(zhí)行各種控制功能，完成電話接續(xù)等任務(wù)。存放在程序存儲(chǔ)器中的程序，其每條機(jī)器指令均有一個(gè)確定的地址，據(jù)以進(jìn)行寫(xiě)入或讀出。裝入程序的過(guò)程，就是把程序中含有的機(jī)器指令序列按指令的地址逐條地寫(xiě)入程序存儲(chǔ)器中存放起來(lái)。執(zhí)行程序的過(guò)程，則是從程序存儲(chǔ)器中找出存放所需程序段的首址(即起始地址)，并依次逐條執(zhí)行該程序段中的每條指令。這種按事先存儲(chǔ)起來(lái)的程序邏輯實(shí)施控制，即是“存儲(chǔ)程序邏輯控制”。

狀態(tài)和狀態(tài)遷移 　又稱(chēng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移。對(duì)于實(shí)現(xiàn)主、被叫用戶之間的通信來(lái)說(shuō)，話路系統(tǒng)受處理機(jī)的控制而動(dòng)作，因而它是受控系統(tǒng)。但是，話路系統(tǒng)必須根據(jù)用戶的要求和通話中發(fā)生的情況向處理機(jī)系統(tǒng)提供情況或提出接續(xù)處理的要求，才能使處理機(jī)系統(tǒng)得知“發(fā)生了什么情況”或“提出了什么要求”，據(jù)以判斷“下一步該怎么辦”。否則，無(wú)從實(shí)施控制。話路系統(tǒng)提供的情況或提出的要求,是以狀態(tài)和狀態(tài)遷移來(lái)表達(dá)的。狀態(tài),指的是相對(duì)穩(wěn)定的接續(xù)狀態(tài)，包括主、被叫用戶的各種接續(xù)狀態(tài)，以及局間中繼線的各種接續(xù)狀態(tài)。從一種相對(duì)穩(wěn)定的接續(xù)狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種邏輯關(guān)聯(lián)的相對(duì)穩(wěn)定的接續(xù)狀態(tài),即是狀態(tài)遷移,表示話路系統(tǒng)中發(fā)生了某種“事件”，有待處理機(jī)系統(tǒng)加以處理。

作業(yè)和作業(yè)調(diào)度 　作業(yè)是一種“程序執(zhí)行單位”，它具有確定的邏輯功能，并可表示執(zhí)行緩急程度的優(yōu)先級(jí)。例如，為處理話路系統(tǒng)發(fā)生的“事件”而調(diào)用的作業(yè)，屬于呼叫處理級(jí)別的優(yōu)先級(jí)，它低于處理機(jī)之間通信的優(yōu)先級(jí)，但高于例測(cè)程序各作業(yè)的優(yōu)先級(jí)。當(dāng)處理機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障而調(diào)用維護(hù)程序中的作業(yè)時(shí)，則居于最高優(yōu)先級(jí)。對(duì)于作業(yè)的調(diào)度,是由操作系統(tǒng)來(lái)掌管的,優(yōu)先處理優(yōu)先級(jí)較高的作業(yè)；在同一優(yōu)先級(jí)中，則按該優(yōu)先級(jí)的作業(yè)緩沖寄存器中的作業(yè)排隊(duì)次序處理。

電話交換的分時(shí)實(shí)時(shí)多重處理 　程控電子交換機(jī)擁有成千上萬(wàn)個(gè)用戶和許多局間中繼線，當(dāng)處理機(jī)系統(tǒng)按電話通信業(yè)務(wù)的特點(diǎn)對(duì)話路系統(tǒng)發(fā)生的“事件”進(jìn)行處理時(shí)，要求響應(yīng)快（具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，否則，將可能丟失信息）,因此,處理機(jī)系統(tǒng)在進(jìn)行呼叫處理時(shí)，就要采取類(lèi)似于“話務(wù)員交叉操作”那樣的“分時(shí)實(shí)時(shí)多重處理”。就是說(shuō)，正當(dāng)處理機(jī)繁忙地處理許許多多呼叫時(shí)，不同的瞬間可分別為不同的用戶工作（調(diào)用所需的作業(yè)）。對(duì)于其中某一接續(xù)來(lái)說(shuō)，它受到的處理在時(shí)間上是間歇的,但前后調(diào)用的作業(yè)在邏輯上是銜接的,只要把呼叫處理程序的邏輯流程中涉及的作業(yè)依次執(zhí)行，即可建立所需的接續(xù)。

呼叫處理 　呼叫處理程序由若干軟件模塊組成，每一軟件模塊又含有一定數(shù)量的作業(yè)。典型的作業(yè)有：主叫用戶摘機(jī)后的主叫用戶類(lèi)別分析、選占按鈕信號(hào)接收器處理、選占軟記發(fā)器處理、發(fā)送撥音號(hào)處理、收存第一位號(hào)碼處理、收存下一位號(hào)碼處理、號(hào)碼分析、收存末位號(hào)碼處理、被叫用戶類(lèi)別分析、振鈴處理、被叫用戶應(yīng)答處理、建立通話等等。若以一次成功的局內(nèi)接續(xù)為例，呼叫處理可分七個(gè)階段：①摘機(jī)識(shí)別和處理。當(dāng)發(fā)現(xiàn)某主叫用戶摘機(jī)，應(yīng)隨即核對(duì)該用戶的類(lèi)別，即所謂主叫用戶類(lèi)別分析。值得說(shuō)明的是，對(duì)于發(fā)起呼叫的主叫用戶，雖在多數(shù)情況下將給予送撥號(hào)音，但也可能送回鈴音（對(duì)于“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”的熱線用戶）或者不予送出任何信號(hào)音(若該用戶被置成“呼出限制”的類(lèi)別)。②送撥號(hào)音處理。這是指對(duì)一般主叫用戶發(fā)起呼叫后的送撥號(hào)音處理。③收號(hào)和號(hào)碼分析處理。根據(jù)收號(hào)和號(hào)碼分析的結(jié)果,若被叫用戶就在本局,而且該用戶處于“示閉”狀態(tài)，則應(yīng)及時(shí)置成“忙”狀態(tài)。④選定主、被叫用戶之間的通路。⑤振鈴處理。此時(shí)向被叫用戶話機(jī)送出鈴流，并向主叫用戶送出振鈴回音。⑥通話階段處理。被叫用戶應(yīng)答即是通話階段的開(kāi)始，即只有當(dāng)發(fā)生“被叫用戶應(yīng)答”的事件之后，話路系統(tǒng)才正式建立主、被叫用戶之間的話路，并開(kāi)始計(jì)費(fèi)。⑦拆線處理。若主叫用戶先掛機(jī)，將立即拆線；若被叫用戶先掛機(jī)，則延遲一定時(shí)間釋放該次接續(xù)，其時(shí)限一般取為90～120秒。

程控電子交換機(jī)的特點(diǎn)有：①接續(xù)速度快。②大量節(jié)省機(jī)房面積。在裝機(jī)容量相同的前提下，數(shù)字型程控電子交換機(jī)的機(jī)房一般只及縱橫制機(jī)房面積的七分之一至十分之一。③性能靈活、多樣，方便用戶。例如，用戶在某程控局局界內(nèi)搬遷，可不必改號(hào)；能靈便地向用戶提供縮位撥號(hào)、熱線（免撥號(hào)接通）、免打擾、轉(zhuǎn)移呼叫、遇忙轉(zhuǎn)移、自動(dòng)回叫、記存呼叫、鬧鐘服務(wù)、缺席服務(wù)、詢問(wèn)呼叫和三方通話等服務(wù)；并有潛力滿足通信業(yè)務(wù)多樣化的要求。④對(duì)于通信網(wǎng)的網(wǎng)路環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。⑤顯著地減少維護(hù)工作量。⑥有利于在通信網(wǎng)內(nèi)建立集中化和自動(dòng)化的維護(hù)中心、網(wǎng)路管理中心等設(shè)施。⑦能靈活地布設(shè)遠(yuǎn)端用戶集線器。⑧隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展,硬件費(fèi)用有著大幅度下降的前景,其生命力將日益增強(qiáng)。⑨能接入通信網(wǎng)使用的程控電子交換機(jī)，都需要解決一整套的支援手段。例如，由軟件中心提供軟件生成支援，修理中心提供硬件修理支援，各級(jí)備件庫(kù)提供備件支援，各級(jí)維護(hù)中心提供維護(hù)指導(dǎo)支援，資料文件中心提供書(shū)面資料支援，培訓(xùn)中心提供培訓(xùn)和輪訓(xùn)支援等等。⑩程控電子交換機(jī)通過(guò)裝入程序而具有智能。

包括：①程序，其中含有應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)程序兩大部分。應(yīng)用程序的基本內(nèi)容有呼叫處理程序、運(yùn)行管理程序（如設(shè)備狀態(tài)管理、路由管理、話務(wù)負(fù)荷管理等程序）、各種局間接口配合程序、維護(hù)程序（包括對(duì)話路系統(tǒng)的維護(hù)和測(cè)試程序、對(duì)處理機(jī)系統(tǒng)的故障檢測(cè)、故障處理和診斷定位程序以及對(duì)輸入輸出系統(tǒng)的維護(hù)程序）和其他應(yīng)用程序（如計(jì)費(fèi)程序等）。操作系統(tǒng)的程序是對(duì)應(yīng)用程序起著支援和管理作用的程序，主要有資源管理、管理軟件模塊之間的通信、作業(yè)調(diào)度和執(zhí)行管理、重新啟動(dòng)和重新裝入管理、對(duì)處理機(jī)系統(tǒng)的過(guò)負(fù)荷控制、時(shí)間監(jiān)視等程序。每種程序，含有相應(yīng)的程序邏輯和視實(shí)際需要設(shè)置的程序常數(shù)（源程序中常用符號(hào)常數(shù)，在目的程序中被賦值成為固定數(shù)據(jù)）。②數(shù)據(jù)，其中涉及用戶數(shù)據(jù)和局?jǐn)?shù)據(jù),它們都可借助于“人-機(jī)”對(duì)話的命令指定和修改參數(shù)值,因而是可變數(shù)據(jù)(也稱(chēng)半固定數(shù)據(jù)）,如當(dāng)某市話網(wǎng)的用戶號(hào)碼位長(zhǎng)由6位制升位為7位制時(shí),或進(jìn)行局間中繼網(wǎng)路的調(diào)整時(shí)，都只涉及修改有關(guān)的局?jǐn)?shù)據(jù)，不涉及修改程序。

近代程控電子交換機(jī)的硬件和軟件都已實(shí)現(xiàn)模塊化，即可由積木式的模塊組成整機(jī)。任一模塊都有確定的功能。實(shí)用化的模塊可分為硬件模塊、軟件模塊和兼含硬件、軟件的模塊。模塊之間,彼此相對(duì)獨(dú)立,靠“接口”建立聯(lián)系?！敖涌凇庇杏布涌诤蛙浖涌谥?。硬件接口由硬件電路實(shí)施電氣上的配合，軟件接口由軟件信號(hào)（或稱(chēng)軟件信息）實(shí)現(xiàn)程序邏輯上的銜接和信息傳送上的關(guān)聯(lián)。只要合理設(shè)計(jì)接口方案，對(duì)任一模塊的改進(jìn)和改錯(cuò)，都將只涉及局部，不牽動(dòng)整體，這樣，可以使整機(jī)在組成上具有靈活性和適應(yīng)性。

通過(guò)選配應(yīng)用軟件和硬件接口電路，程控電子交換機(jī)可適應(yīng)不同的使用需要。例如，可用來(lái)裝備國(guó)際程控接口局、國(guó)內(nèi)程控長(zhǎng)話局、程控市話匯接局以及程控市話局和遠(yuǎn)端用戶集線器等。新一代的數(shù)字型程控電子交換機(jī)，將能在綜合業(yè)務(wù)數(shù)字通信網(wǎng)中布點(diǎn)建局。

程控?cái)?shù)字交換機(jī)綜述

程控?cái)?shù)字交換機(jī)是用電子計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)程序控制的、采用脈沖編碼調(diào)制（絕大多數(shù)情況下）時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)進(jìn)行交換的全電子式自動(dòng)交換機(jī)。這是從控制和接續(xù)兩個(gè)主要功能的角度，相對(duì)于機(jī)電制交換機(jī)而言的，也正是程控?cái)?shù)字交換機(jī)的特征。

程控?cái)?shù)字交換機(jī)存儲(chǔ)程序控制

程控?cái)?shù)字交換機(jī)的控制方式是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)程序控制。預(yù)先編好的程序存儲(chǔ)在電子計(jì)算機(jī)內(nèi)，時(shí)刻不停地監(jiān)視收集交換對(duì)象的企求動(dòng)態(tài)，實(shí)時(shí)地作出響應(yīng)，以存儲(chǔ)程序的指令實(shí)行智能控制，完成通話接續(xù)，這稱(chēng)為呼叫處理。此外，存儲(chǔ)程序控制還提供為用戶服務(wù)的多樣化性能，為本交換機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)服務(wù)的許多功能，以及為電話網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理提供系統(tǒng)綜合功能，其智能化程序是很高的。增改性能和進(jìn)行業(yè)務(wù)處理，只需修改或輸入新程序即可實(shí)現(xiàn)。

程控系統(tǒng)由硬件（設(shè)備）和軟件（數(shù)據(jù)、程序等）組成。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，由早期的單機(jī)集中控制，逐步經(jīng)過(guò)多機(jī)、分級(jí)、全分散控制的演進(jìn)，在經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上、安全上都達(dá)到相當(dāng)完滿的程度。

程控?cái)?shù)字交換機(jī)數(shù)字交換

脈沖編碼調(diào)制-時(shí)分多路復(fù)用（PCM-TDM）技術(shù)被引入交換，產(chǎn)生了數(shù)字交換技術(shù)。

PCM是將模擬話音信號(hào)，經(jīng)過(guò)取樣、量化和編碼等過(guò)程，變成數(shù)字信號(hào)的調(diào)制方式。交換機(jī)上采用的PCM為30/32基群系統(tǒng)。取樣頻率為8000次/秒，每次取樣周期為125微秒，每條話路的時(shí)間間隙（時(shí)隙）為125/32=3.91微秒，量化等級(jí)為256，每時(shí)隙碼數(shù)8位，以二進(jìn)制00000000——11111111代表十進(jìn)制0-255的樣值范圍。經(jīng)過(guò)時(shí)分復(fù)用（TDM），將32個(gè)話路加以復(fù)合，傳輸碼率為8000*8*32=2048kb/s。這是發(fā)端的情況，在收端為逆過(guò)程，將數(shù)字信號(hào)還原為模擬話音信號(hào)。

當(dāng)PCM作為傳輸手段時(shí)，A、B兩端的時(shí)隙、依話路次序意義對(duì)直，A端各時(shí)隙的8位樣值，依次經(jīng)PCM鏈路匯成2048kb/s的碼流傳向B端，其媒體是線路，脈沖寬度占空比為50%，還要變成雙極傳輸。時(shí)隙0用作幀同步，時(shí)隙16用來(lái)傳送各種信號(hào)，只有時(shí)隙1~15和17~31能用作話路。一次通話要占兩條話路。

如果沒(méi)有這種時(shí)隙交換器，光有脈沖編碼調(diào)制（PCM）和時(shí)分多路復(fù)用（TDM）技術(shù)，是不能實(shí)現(xiàn)交換的。因?yàn)槊}沖編碼調(diào)制只是將300~3400Hz的模擬話音信號(hào)調(diào)制成為64kb/s的數(shù)字信號(hào)；時(shí)分多路復(fù)用只能把許多64kb/s的單話路數(shù)字信號(hào)按時(shí)間間隙順序用公共鏈路匯合成高碼率的脈碼流；只有經(jīng)過(guò)時(shí)隙交換器的存儲(chǔ)器組合，按入時(shí)隙的順序?qū)⒏髟捖返臄?shù)字信號(hào)一一提取出來(lái)，暫時(shí)存儲(chǔ)，再待對(duì)方時(shí)隙出現(xiàn)，受控制器件的控制，一一將各路話音數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)移交付，才實(shí)現(xiàn)交換。所以數(shù)字交換應(yīng)使脈沖編碼調(diào)制、時(shí)分多路復(fù)用和時(shí)隙交換三者的綜合。

交換機(jī)控制，實(shí)施交換機(jī)接續(xù)操作的過(guò)程。分為人工控制與自動(dòng)控制兩種方式，后者又可分為布線邏輯控制和存儲(chǔ)程序控制等。 2100433B

電子式自動(dòng)電話交換機(jī)，用晶體管、集成電路等電子元件組成的電話交換機(jī)。有全電子式和半電子式兩類(lèi)。

全電子式交換機(jī)的接線器件和控制器件全部用電子元件組成，如*程控交換機(jī)。半電子式交換機(jī)只是控制器件采用電子元件，而話路接線器件多采用笛簧或剩簧等動(dòng)作較快的接線器，其工作原理類(lèi)似縱橫制交換機(jī)。英國(guó)于20世紀(jì)60年代初開(kāi)始研制半電子式交換機(jī)，我國(guó)于60年代末期開(kāi)始研制，1981年正式生產(chǎn)，但產(chǎn)量不大。由于控交換機(jī)已推廣應(yīng)用，半電子式已不是發(fā)展方向。